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用于控制挖掘机和其他动力机器的系统和方法技术方案

技术编号:40298999 阅读:5 留言:0更新日期:2024-02-07 20:46
动力机器可包括操作员输入设备和控制系统,该控制系统被配置为基于从操作员输入设备接收的操作员输入来命令致动器的运动。可基于在一个或更多个操作员输入设备处的输入和从多个不同的响应曲线中选择的响应曲线来命令一个或更多个致动器的运动。一个或更多个致动器的运动可基于动力机器的选定控制模式,该选定控制模式对应于操作员输入设备到所述一个或更多个致动器的选定控制功能映射。可对提升臂进行各种控制以执行自动操作或其他操作。挖掘机可在持续速度行进模式下操作。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】


技术介绍

1、本公开涉及动力机器。更具体地,本公开涉及挖掘机和用于挖掘机的控制系统。

2、出于本公开的目的,动力机器包括产生动力以完成特定任务或各种任务的任何类型的机器。动力机器的一种类型是作业车辆。作业车辆通常是具有作业设备的自推进车辆,该作业设备例如可以是能够被操纵以执行作业功能的提升臂(但是一些作业车辆可具有其他作业设备)。作业车辆包括装载机、挖掘机、多功能车辆、拖拉机和挖沟机,仅举几个例子而已。

3、挖掘机是一种已知类型的动力机器,其具有底盘和在底盘上选择性旋转的壳体。提升臂可操作地连接到该壳体,并且在动力作用下可相对于该壳体移动,机具可附接到该提升臂。挖掘机也是通常的自推进车辆。通常的挖掘机包括一个或更多个操作员输入设备(例如操纵杆或踏板),操作员物理地移动这些设备以直接调节流经挖掘机的特定部件(例如,用于提升臂的致动器的控制阀)的液压流体流,从而调节特定部件(如,提升臂)的运动。例如,操纵杆可通过在操纵杆和液压阀之间的机械缆线或连杆,或者通过由操纵杆控制的液压信号(即,使用通常称为先导操纵杆的操纵杆),物理地连接到液压阀,以使得操纵杆的运动直接改变液压阀位置,从而引起致动器和连接到致动器的部件的运动。

4、以上讨论仅是为了提供综合性背景信息,并不旨在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。


技术实现思路

1、本公开的一些示例涉及基于例如动力机器(例如挖掘机)的控制模式、来自特定操作员或涉及特定操作员的输入或其他因素来调整不同操作员输入设备的响应。这可以提供动力机器的高水平的可定制性,包括适应不同用户的偏好和能力,并更有效地执行各种任务(例如,挖掘、平整、驾驶(drive)等)。

2、根据本公开的一些方面,动力机器可包括主框架、由主框架支撑的作业元件以及一个或更多个致动器。作业元件可以包括可移动地固定至主框架的提升臂和可移动地固定至提升臂的机具载架。所述一个或更多个致动器可被配置为移动动力机器的一个或更多个部件。操作员输入设备可被配置为接收操作员输入以控制所述一个或更多个致动器的运动。

3、控制系统可包括与操作员输入设备和所述一个或更多个致动器电子通信的控制设备。控制设备可被配置为识别用于操作员输入设备的多条响应曲线,每条响应曲线指定来自操作员输入设备的输入信号和用于所述一个或更多个致动器的控制信号之间的相应关系。控制设备可被配置为选择所述多条响应曲线中的第一响应曲线。控制设备可被配置为从操作员输入设备接收命令所述一个或更多个致动器运动的操作员输入。控制设备可被配置为基于接收到的操作员输入和第一响应曲线来生成命令输出。控制设备可被配置为根据命令输出来控制所述一个或更多个致动器。

4、在一些示例中,动力机器可被配置为挖掘机,并且提升臂可包括可枢转地固定至主框架的起重臂和可枢转地固定至起重臂的臂。

5、在一些示例中,第一(或其他)响应曲线可以是非线性的。

6、在一些示例中,第一(或其他)响应曲线可以指定与操作员输入设备的初始运动相对应的基本上非零的初始命令输出。第一(或其他)响应曲线可以指定与小于来自操作员输入设备的最大操作员输入相对应的最大命令输出。

7、在一些示例中,控制设备可被配置为根据操作员输入修改一条或更多条响应曲线的一个或更多个特性。

8、在一些示例中,控制系统可被配置为存储多个操作员定制的响应曲线。控制设备可被配置为修改一条或更多条响应曲线的一个或更多个特性,以降低所述一个或更多个致动器的最大速度。

9、在一些示例中,响应曲线可包括多条操作模式响应曲线,包括挖沟模式响应曲线、挖掘模式响应曲线、平整模式响应曲线或驾驶模式响应曲线中的两条或更多条。

10、根据本公开的一些方面,动力机器可以包括主框架和作业元件。作业元件可由主框架支撑,并且可包括可移动地(例如,可枢转地)固定至主框架的提升臂,以及可移动地(例如,可枢转地)固定至提升臂的机具载架。第一操作员输入设备(例如,第一操纵杆)可被配置为控制动力机器的一个或更多个致动器的运动。第二操作员输入设备(例如,第二操纵杆)可被配置为控制动力机器的一个或更多个致动器的运动。

11、控制系统可包括与第一和第二操作员输入设备以及所述一个或更多个致动器电子通信的控制设备。基于动力机器正处于第一控制模式,控制设备可被配置为基于从第一操作员输入设备接收的第一类型的操作员输入来命令第一动力机器操作的运动,并且基于从第二操作员输入设备接收的第二类型的操作员输入来命令第二动力机器操作。控制设备可被配置为接收操作员输入以将动力机器置于第二控制模式。基于动力机器正处于第二控制模式,控制设备可被配置为基于第一类型的操作员输入命令第三动力机器操作,第三动力机器操作不同于第一动力机器操作。基于动力机器正处于第二控制模式,控制设备可被配置为基于第二类型的操作员输入命令第四动力机器操作,第四动力机器操作不同于第二动力机器输入。

12、在一些示例中,第一或第二类型的操作员输入中的至少一个可以在第一控制模式下控制用于动力机器的牵引动力(例如,不包括作业组动力),并且可以在第二控制模式下控制动力机器的作业组动力(例如,也不包括牵引动力)。在一些示例中,第一或第二类型的操作员输入都不能在第二(或其他)控制模式中控制牵引动力。

13、在一些示例中,动力机器可被配置为挖掘机,其具有提升臂,该提升臂可包括可枢转地固定至主框架的起重臂和可枢转地固定到起重臂的臂。用于挖掘机的第一控制模式可以是驾驶模式,以及用于挖掘机的第二控制模式可以是挖掘模式。在一些示例中,在一个(例如,第三)控制模式下用于操作员输入设备的控制功能映射可以至少部分地与在另一控制模式(例如,驾驶模式或挖掘模式)下用于操作员输出设备的控制功能映射重叠。例如,特定类型的操作员输入可被映射到在多个控制模式中的每一个控制模式中对相同的(多个)致动器或相同的(多个)动力机器功能的控制。

14、根据本公开的一些方面,提供了一种操作动力机器的方法(例如,一种至少部分由电子控制设备自动实施的方法)。多个控制模式可以存储在动力机器的控制系统中,所述多个控制模式对应于操作员输入设备和动力机器的致动器之间的多个控制功能映射。基于用户输入,可以为动力机器选择所述多个控制模式中的第一控制模式。操作员输入可以从用于控制动力机器的致动器的操作员输入设备接收。可以基于操作员输入和所选择的第一控制模式的控制功能映射或响应曲线来控制动力机器的致动器。

15、在一些示例中,动力机器可以是挖掘机,并且多种控制模式可以包括下列模式中的一种或更多种:挖掘模式;驾驶模式;或者具有与挖掘模式和驾驶模式的控制功能映射重叠的控制功能映射的混合模式。

16、在一些示例中,所选择的控制模式的响应曲线可设置用于下列项中的一个或更多个的最大速度:动力机器在地形上的行进;或者一个或更多个作业组致动器或作业元件的运动。在一些示例中,所选择的控制模式的响应曲线可以将最大速度设定为多个作本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种动力机器,包括:

2.根据权利要求1所述的动力机,其中,所述电子控制器进一步被配置为:

3.根据权利要求1所述的动力机器,其中,所述动力机器被配置为挖掘机,并且所述提升臂包括可枢转地固定至所述主框架的起重臂和可枢转地固定至所述起重臂的臂。

4.根据权利要求3所述的动力机器,其中,所述第一选定的响应曲线是非线性的。

5.根据权利要求1所述的动力机器,其中,所述第一选定的响应曲线指定与所述操作员输入设备的初始运动相对应的基本上非零的初始命令输出。

6.根据权利要求5所述的动力机器,其中,所述第一选定的响应曲线基于从所述操作员输入设备接收到的小于从所述操作员输入设备接收的最大可能的操作员输入来指定待提供的最大命令输出。

7.根据权利要求1所述的动力机器,其中,所述电子控制器进一步被配置为基于操作员输入来修改所述响应曲线中的一条或更多条响应曲线的一个或更多个特性,以便基于所述响应曲线中的所述一条或更多条响应曲线提供不同地修改的命令输出。

8.根据权利要求7所述的动力机器,其中,所述控制系统被配置为存储多个操作员定制的响应曲线作为所述多条响应曲线中的至少一部分。

9.根据权利要求7所述的动力机器,其中,所述电子控制器被配置为修改所述响应曲线中的所述一条或更多条响应曲线的所述一个或更多个特性,以降低所述一个或更多个致动器的最大命令速度。

10.根据权利要求1所述的动力机器,其中,所述响应曲线包括多条操作模式响应曲线,所述多条操作模式响应曲线包括默认模式响应曲线和下列中的一条或更多条:

11.根据权利要求1所述的动力机器,其中,所述响应曲线包括默认响应曲线和挖沟模式响应曲线;并且

12.根据权利要求11所述的动力机器,其中,所述响应曲线还包括挖掘模式响应曲线;并且

13.根据权利要求1所述的动力机器,其中,所述响应曲线包括默认响应曲线和平整模式响应曲线;并且

14.一种动力机器,包括:

15.根据权利要求14所述的动力机器,其中,相对于命令用于所述第三动力机器操作的致动器运动,命令用于所述第一动力机器操作的致动器运动包括:命令共同的致动器的不同运动方向或不同致动器的运动中的一者或更多者。

16.根据权利要求14所述的动力机器,其中,所述第一类型的操作员输入或所述第二类型的操作员输入中的至少一者在所述第一控制模式下控制用于所述动力机器的牵引动力,并且在所述第二控制模式下控制用于所述动力机器的作业组动力。

17.根据权利要求14所述的动力机器,其中,所述第一类型的操作员输入或所述第二类型的操作员输入在所述第二控制模式下都不控制牵引动力。

18.根据权利要求14所述的动力机器,其中,所述动力机器被配置为挖掘机,并且所述提升臂包括可枢转地固定至所述主框架的起重臂和可枢转地固定至所述起重臂的臂;并且

19.根据权利要求18所述的动力机器,其中,所述控制系统进一步被配置为将所述动力机器置于第三控制模式;并且

20.根据权利要求14所述的动力机器,其中,所述第一操作员输入设备是第一操纵杆,并且所述第二操作员输入设备是第二操纵杆。

21.一种操作动力机器的方法,所述方法包括:

22.根据权利要求21所述的方法,其中,所述动力机器是挖掘机,并且所述多个控制模式包括:

23.根据权利要求21所述的方法,其中,所述动力机器是挖掘机,所述挖掘机包括主框架、可移动地联接到所述主框架的铲刀、可枢转地连接到所述主框架的起重臂、可枢转地联接到所述起重臂以相对于所述主框架被支撑的臂、以及可枢转地联接到所述臂以相对于所述主框架被支撑的机具;

24.根据权利要求23所述的方法,其中,在所述第一控制模式中,下列中的至少一个:

25.根据权利要求23所述的方法,其中,在所述第一控制模式,所述第一控制功能映射或第二控制功能映射中的任一个都不将所述第一操纵杆或所述第二操纵杆的任何输入类型映射到执行下列中的一个或更多个的命令:使所述挖掘机的所述臂相对于所述起重臂移动,或使所述挖掘机的所述机具相对于所述臂移动。

26.一种操作动力机器的方法,所述方法包括:

27.根据权利要求26所述的方法,其中,选择的所述第一控制模式的所述响应曲线为下列中的一个或更多个设定最大速度:

28.根据权利要求26所述的方法,其中,选择的所述第一控制模式的所述响应曲线将所述最大速度设定为用于多个作业组致动器或作业元件的共同最大速度。

29.根据权利要求26所述的方法,还...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

1.一种动力机器,包括:

2.根据权利要求1所述的动力机,其中,所述电子控制器进一步被配置为:

3.根据权利要求1所述的动力机器,其中,所述动力机器被配置为挖掘机,并且所述提升臂包括可枢转地固定至所述主框架的起重臂和可枢转地固定至所述起重臂的臂。

4.根据权利要求3所述的动力机器,其中,所述第一选定的响应曲线是非线性的。

5.根据权利要求1所述的动力机器,其中,所述第一选定的响应曲线指定与所述操作员输入设备的初始运动相对应的基本上非零的初始命令输出。

6.根据权利要求5所述的动力机器,其中,所述第一选定的响应曲线基于从所述操作员输入设备接收到的小于从所述操作员输入设备接收的最大可能的操作员输入来指定待提供的最大命令输出。

7.根据权利要求1所述的动力机器,其中,所述电子控制器进一步被配置为基于操作员输入来修改所述响应曲线中的一条或更多条响应曲线的一个或更多个特性,以便基于所述响应曲线中的所述一条或更多条响应曲线提供不同地修改的命令输出。

8.根据权利要求7所述的动力机器,其中,所述控制系统被配置为存储多个操作员定制的响应曲线作为所述多条响应曲线中的至少一部分。

9.根据权利要求7所述的动力机器,其中,所述电子控制器被配置为修改所述响应曲线中的所述一条或更多条响应曲线的所述一个或更多个特性,以降低所述一个或更多个致动器的最大命令速度。

10.根据权利要求1所述的动力机器,其中,所述响应曲线包括多条操作模式响应曲线,所述多条操作模式响应曲线包括默认模式响应曲线和下列中的一条或更多条:

11.根据权利要求1所述的动力机器,其中,所述响应曲线包括默认响应曲线和挖沟模式响应曲线;并且

12.根据权利要求11所述的动力机器,其中,所述响应曲线还包括挖掘模式响应曲线;并且

13.根据权利要求1所述的动力机器,其中,所述响应曲线包括默认响应曲线和平整模式响应曲线;并且

14.一种动力机器,包括:

15.根据权利要求14所述的动力机器,其中,相对于命令用于所述第三动力机器操作的致动器运动,命令用于所述第一动力机器操作的致动器运动包括:命令共同的致动器的不同运动方向或不同致动器的运动中的一者或更多者。

16.根据权利要求14所述的动力机器,其中,所述第一类型的操作员输入或所述第二类型的操作员输入中的至少一者在所述第一控制模式下控制用于所述动力机器的牵引动力,并且在所述第二控制模式下控制用于所述动力机器的作业组动力。

17.根据权利要求14所述的动力机器,其中,所述第一类型的操作员输入或所述第二类型的操作员输入在所述第二控制模式下都不控制牵引动力。

18.根据权利要求14所述的动力机器,其中,所述动力机器被配置为挖掘机,并且所述提升臂包括可枢转地固定至所述主框架的起重臂和可枢转地固定至所述起重臂的臂;并且

19.根据权利要求18所述的动力机器,其中,所述控制系统进一步被配置为将所述动力机器置于第三控制模式;并且

20.根据权利要求14所述的动力机器,其中,所述第一操作员输入设备是第一操纵杆,并且所述第二操作员输入设备是第二操纵杆。

21.一种操...

【专利技术属性】
技术研发人员:约翰·郝伯迈克尔·施密特索耶·汉森托马斯·萨加瑟丹尼尔·J·克里格
申请(专利权)人:斗山山猫北美公司
类型:发明
国别省市:

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